在線監測技術在輸電線路運維中的應用

田偉 沈志偉

【摘 要】隨著我國經濟發展越來越快，人們對供電的數量以及質量提出比較高的要求。因為受到環境和地域制約，輸電線路設計的路徑不但變化多端，還受到比較惡劣的自然條件。這就造成了輸電線路受到各種威脅。因此，本文設計了輸電線路在線監測系統，最后分析了我國輸電線路運維中在線監測技術的應用，分別包含：覆冰在線監測技術的應用，桿塔傾斜監測技術的運用，視頻在線監測技術的運用等。

【關鍵詞】輸電線路;線路運維;在線監測技術

在輸電線路當中，各類電氣元件以及電力設備和電纜隨著使用時間的延長而不斷老化，其嚴重對輸電線路穩定性以及有效性帶來影響。在傳統的運維管理模式當中，維護人員的周期性巡視盡管能夠對設備隱患進行發現，然而受到自身局限性的制約，對輸電線路在比較特殊環境當中不能更好的實現有效監測，同時對線路走廊外力改變在巡視的時候不能有效的進行掌握，進而讓輸電線路容易由于缺少監測而在下個巡視開始前就出現一些故障[1]。由于傳統管理模式存在的問題，對輸電線路運行環境，其中包含風向、溫濕度以及風俗等、絕緣子的污穢狀況和周圍施工情況等，按照具體的參數制作出了一類實時的監測系統，對線路當中的異常狀況實時的進行監測和報警，進而確保輸電線路更強的可靠性以及供電質量，最終提高運維管理水平[2]。

一、輸電線路在線的監測系統設計

（一）在線監測系統的設計

輸電線路在線的監測系統主要由下面幾個方面構成，分別為監測中心、線路采集終端、通信網絡和各類傳感器。通過電力系統診斷技術帶來設備狀態信息，進而對線路當中的一場情況來進行判斷和監測[3]。一般情況下，在采集外部環境信息之后，通過衛星的通信網絡將其送到監測中心，接著通過系統軟件對得到的信息進行分析和歸納，最后利用對應修正理論來進行試驗和模型，有效的判斷輸電線路運維狀態。在線監測過程中，如果出現線路異常、故障和缺陷等問題，系統將會及時的發出預警信息，另外分析存在的原因并且對位置進行確定，進而更好讓專業人員來搶修電路設備，進而避免事故出現蔓延，大大提高了輸電線路更強的可靠性。

（二）在線監測系統的基本原理

由于輸電線路在遭受自然災害、缺陷發展與污穢積累等破壞下，電力設備會在物化與電氣等方面呈現出一定的征兆以及少量漸進的發展過程，因此在將相應信息及時采集并經處理分析后，以具體數值大小與變化趨勢為依據便可對設備的當前狀態與剩余壽命進行準確預測，及時發現潛在隱患并發出預警信息，其為在線監測技術原理。在現代輸電線路中，由于電力設備種類較多且結構差異明顯，因此對被測信號的抽取與轉換（目的是讓監測裝置可以識別）需借助于多種形式的傳感器，然后通過電纜傳送，實現監測裝置的實時接收。

二、我國輸電線路在線監測技術的應用

（一）覆冰在線監測技術的應用

這種技術是針對導線的覆冰狀況實施實時監測，從而保證在天氣狀況比較惡劣的條件下能夠實現對高壓輸電線路和變電站絕緣子等覆冰狀況實施實時在線監測。充分利用科學先進的監測分析方法以及建立數學模型從而分析監測數據信息，將有可能出現冰雪災害的線路提前進行預測，并及時向有關輸電線路維護工作人員進行報警，從而有效預防斷線、倒塔、冰閃以及舞動等各種災害事故造成的傷害。覆冰在線監測技術的基本工作原理是：監測導線傾斜角以及弧垂等有關數據信息，根據線路參數以及輸電線路情況等進行研究分析，然后計算覆冰的重量以及厚度等相關技術參數，從而判定覆冰的危險級別，及時發出準確的除冰信息預警。除此之外，充分結合線路拉力的狀況觀測覆冰的具體情況，將拉力傳感器安裝在絕緣子串上，并對導線在覆冰以后的受力狀況進行實時監測，同時對當地環境的溫、濕度以及風向等數據及時進行采集，將收集到相關數據信息集市匯總并傳遞到監控中心，經過處理與分析，盡快預報輸電線路冰情狀況，從而發出除冰警報。

（二）桿塔傾斜監測技術的運用

矗立在礦山采空地區上面的輸電線路的桿塔因為受到自身重力、外部自然力等各種干擾因素產生的影響，容易造成巖體錯位、地面裂隙、滑坡等一些地質自然災害，導致礦山采空區的桿塔出現傾斜、甚至導致地基產生變形等，嚴重影響到輸電線路的安全。而利用全球移動通信系統，可以對桿塔傾斜裝置進行實時監測，并及時發出預警信號。在等級為220kV電壓的輸電線路中，桿塔傾斜監測技術已經獲得了非常廣泛的運用，從而使得桿塔變形以及傾斜等狀況能夠及時被發現，保證輸電線路的安全穩定運行。

（三）導線微風振動監測技術的運用

導線微風振動往往會造成高壓輸電線路出現疲勞而斷股，盡管其看似對輸電線路不會產生太大的破壞力，然而其破壞往往比較隱蔽，長時間的不斷積累，對高壓輸電線路造成的破壞性會變得更加嚴重。微風監測技術的基本工作原理是導線監測振動儀可以對導線以及線夾觸點以外的適當距離的導線實施監測，特別是其對線夾彎曲的頻率、振動幅度以及輸電線路周邊的風速、風向以及溫度、濕度等各項的氣象參數，根據導線自身的力學特點，對微風振動的具體狀況、疲勞壽命等加以分析、研究以及判斷。導線微風振動監測技術的運用不僅可以預防微風振動造成的危害，還可以為輸電線路的防震設計提供技術依據。

（四）導線風偏舞動在線監測技術的運用

導線風偏舞動在線監測系統主要包括氣象采集與風偏采集單元、子站以及數據信息處理等系統構成，通常在桿塔之上安裝氣象采集單元以及子站，而在導線上安裝風偏采集單元。通過對氣象風偏角、參數以及傾斜角等有關數據信息進行采集，利用無線網絡傳輸到數據處理系統及時進行處理。運用導線風偏舞動在線監測技術，便于運行部門在特殊狀況下采取相應的措施，此外，也為輸電線路設計過程中綜合考慮設計預防水平、氣候環境條件等提供科學合理的技術依據。

（五）視頻在線監測技術的運用

視頻在線監測系統一般安裝在人口比較密集區、林區以及那些交通事故發生比較頻繁的地段，實時監測周邊的狀況，及時找出對輸電線路構成威脅的行為，并能夠及時采取糾正預防措施。視頻在線監測技術必須借助視頻壓縮以及數據傳輸等相關技術，從而對輸電線路本體狀況以及周邊環境參數及時進行監測。然而在視頻監測的實踐運行過程中，出現了數據傳輸量比較小、現場視頻難以自行控制、信號不穩定等各種狀況，伴隨CDMA以及3G網絡技術的迅猛發展，充分利用無線傳輸使得輸電線路的遠程實時監控可以實現。

三、結語

總而言之，從目前中國的在線監測技術的研究與開發進程來看，在桿塔傾斜、覆冰、導線微風振動與風偏舞動以及視頻在線監測技術等方面取得了十分重大的突破，并獲得了非常廣泛的應用，然而其標準化以及穩定性等相關問題亟需得到解決。

【參考文獻】

[1]黃新波，陳榮貴.輸電線路在線檢測與故障診斷[M].中國電力出版社，2008.

[2] 黃新波，張國威.輸電線路在線監測技術現狀分析[J].廣東電力，2009，（1）.

[3] 毋耀宗.淺談輸電線路在線監測技術現狀[J].科技創新與應用，2015，（06）：120.